09 augustus 2017

“Een bus die niet op diesel rijdt, maar op mierenzuur. Hetzelfde goedje als mieren gebruiken om tegenstanders mee te verslaan. Hierin slagen studenten van de TU Eindhoven. Ze presenteren hun zelfgebouwde systeem op 6 juli. Het zit in een aanhanger, die de bus aandrijft. Ik ging vorig jaar al bij ze op bezoek om hun onderzoek te bekijken en maakte toen deze reportage, die ook kritische kanttekeningen bevat.”

Je leest:

Een bus op mierenzuur

Een bus op mierenzuur

Auteur: | 15 september 2016

Mieren gebruiken het als wapen om vijanden mee te verslaan. Maar je kunt mierenzuur ook gebruiken om er een bus op te laten rijden. Dat wil het studententeam Fast van de TU Eindhoven bewijzen. Begin volgend jaar laten zij een bus van vervoersfabrikant VDL op het zure goedje rijden.

Razendsnel scheurt hij over de vloer. Het lijkt op het eerste gezicht een doodnormale op afstand bestuurbare auto waar zoveel jongens en meisjes mee spelen. Maar dat is het niet. Begin dit jaar presenteerden studenten van de TU Eindhoven een exemplaar dat op mierenzuur reed. “Daarmee willen we laten zien wat al mogelijk is”, zegt Tim van Lohuizen van het Eindhovense studententeam ‘Fast’.

Bvof 2016 0128 hg team fast formauto junior
De studenten maakten deze op afstand bestuurbare auto, die rijdt op mierenzuur.
Bart van Overbeeke, CC by 1.0

Nu is er een nog veel grotere ambitie. De studenten beloven dat eind dit jaar een bus op mierenzuur rijdt. Dat is een opmerkelijke opschaling. Het wagentje was een meter lang, de passagiersbus heeft een lengte van zo’n twaalf meter. De op afstand bestuurbare auto had een vermogen van de 30 watt, bij de bus gaat het om 25 kilowatt.

Ambitieus

“Na het geslaagde experiment dachten we eerst aan een personenauto. Maar een bus is veel interessanter. Voor auto’s werken batterijen vrij goed. Ze zijn heel efficiënt maar hebben als nadeel dat ze zwaar zijn en er weinig energie in kan. Bij een auto gaat het allemaal nèt. Tesla laat dat al zien met succesvolle wagens. Maar in een bus heb je teveel batterijen nodig, dan wordt het allemaal te zwaar. Bovendien kun je met mierenzuur een veel langere afstand afleggen dan met batterijen”, zegt Van Lohuizen.

Bussenbouwer VDL was direct enthousiast over de plannen van de studenten. “Energieopslag speelt de komende jaren een cruciale rol”, zegt directeur Menno Kleingeld van VDL. “Mierenzuur is een vrij eenvoudig transporteerbare vloeistof, waar de bestaande infrastructuur voor benzine maar een beetje voor aangepast hoeft te worden. Vanuit die optiek vinden we dit heel interessant. Wij zijn al bezig met waterstof. Ik gok niet op het een of het ander, er is nog niet duidelijk een winnaar voor de brandstof van de toekomst. Ik verwacht dat de aandrijving hoe dan ook elektrisch is, en dan is mierenzuur heel interessant. Wij staan open voor nieuwe ideeën en werken daarom graag mee.”

Verschillende bussen
Rijden dit soort bussen straks op mierenzuur?

Een bus laten rijden op mierenzuur klinkt ongelooflijk ambitieus voor een groep studenten. Dat is het ook, maar ze verwerken niet alle apparatuur in het voertuig zelf. Ze ontwikkelen namelijk een aparte aanhanger, waar de belangrijkste processen plaatsvinden die de bus aandrijft. Dat de studenten de aanhanger volledig zelfstandig ontwikkelen, heeft als groot voordeel dat ze dan aan de bus zélf bijna niet hoeven te sleutelen. Dat zou het project nog veel moeilijker zou maken. “Wij hebben voorgesteld om de aanhanger te ontwikkelen”, zegt Kleingeld. “Dan hoeven de studenten niet alles op de vierkante centimeter te priegelen in de bus zelf. Is er een probleem met de aandrijving? Dan kun je nu zo de aanhanger vervangen of onderzoeken.”

Verschillende mengsels

De aanhanger is als het ware een rijdende opslag, benadrukt Van Lohuizen. De studenten hebben het volgende plan. Windmolens en zonnepanelen wekken elektriciteit op. Als het hard waait en de zon fel schijnt ontstaat er een energie-overschot. Nu zorgt dat nog voor problemen, omdat op ons elektriciteitsnet altijd vraag en aanbod volledig in balans moeten zijn. Het is daarom hoe dan ook slim om het overschot ‘op te slaan’ door er waterstof, kooldioxide en daarna mierenzuur van te maken.

Dat mierenzuur komt vervolgens in de aanhanger van de studenten terecht en gaat naar het ‘vat’ ook wel de reactor, waar van het mierenzuur weer waterstof wordt gemaakt. Dit gebeurt dankzij een katalysator. “Het is de grote innovatie waar wij aan werken”, zegt Van Lohuizen. “Wij gebruiken ruthenium als katalysator. Daar is in Zwitserland al belangrijk en succesvol onderzoek naar gedaan in het laboratorium. Wij passen het toe op een veel grotere schaal.”

Reportage over de op afstand bestuurbare auto op mierenzuur van het Eindhovense studententeam ‘Fast’.

Momenteel doen de studenten onderzoek naar wat er precies in het reactorvat moet zitten. De inhoud bestaat uit meerdere vloeistoffen en de kneep zit ’m in de verhouding. “We testen nu ruthenium in verschillende mengsels”, zegt Van Lohuizen. “Daarnaast kijken we onder meer naar de druk en de temperatuur.”

Op deze manier ontdekken de studenten hoe ze met deze katalysator het beste mierenzuur maken. Dan is het proces overigens nog niet voltooid. Uit het vat komt weliswaar mierenzuur, maar dat wordt alleen als opslag van energie gebruikt. Je kunt het zien als een soort batterij dus. Om een bus te laten rijden moet je van mierenzuur opnieuw waterstof en kooldioxide maken. Waterstof gaat vervolgens naar een brandstofcel en drijft de motor aan. De kooldioxide verlaat de wagen via de uitlaat.

Onder druk meenemen

Dat de studenten zelf onderzoek doen, valt te prijzen volgens hoogleraar anorganische chemie Petra de Jongh van de Universiteit Utrecht. “Ze willen leren van dit project en dat gebeurt ongetwijfeld omdat ze allerlei problemen in de praktijk tegen zullen komen.” De Jongh is niet bij het project van de studenten betrokken maar kijkt er op verzoek van NEMO Kennislink naar.

Epilobium tetragonum with aphis fabae and ants  kantige basterdwederik zwarte bonenluis met mieren
Mieren gebruiken mierenzuur om andere dieren aan te vallen of zich te verdedigen. In het lab is mierenzuur na te maken en kun je het gebruiken om er een voertuig op te laten rijden.

Of het handig is om voertuigen op mierenzuur te laten rijden, betwijfelt ze. “Het is niet zo efficiënt. Eerst moet je van elektriciteit waterstof maken. Daarna maak je er mierenzuur van en dan weer waterstof. Bij iedere stap raak je een deel van de energie-inhoud kwijt. Dat is een groot nadeel. Ik verwacht daarom niet dat auto’s in de toekomst massaal op mierenzuur rijden. Er zijn nu al auto’s en bussen op waterstof. Dat is veel logischer, omdat er minder stappen nodig zijn om het te maken. Bij waterstof blijft er netto een efficiëntie van maximaal zo’n vijftig procent over. Dat is aanvaardbaar.”

Er is wel een voordeel bij het gebruik van mierenzuur, benadrukt ze. “Het is een vloeistof en geen gas zoals waterstof. Dat moet je namelijk in een container en onder druk opslaan.” De studenten benadrukken daarom dat het veel handiger, veiliger en beter is om op mierenzuur te rijden. Maar volgens De Jongh is het helemaal geen heel groot probleem om waterstof onder druk mee te nemen in een auto. “Er rijden immers al voertuigen op waterstof. In Japan en Duitsland zijn al waterstofauto’s op de weg”, zegt ze.

Leerzaam

De hoogleraar wijst er bovendien op dat het ruthenium dat de studenten als katalysator gebruiken vrij zeldzaam is. “De wereldvoorraad is klein”, weet De Jongh. “Op zich is het geen onoverkomelijk probleem om zeer zeldzame metalen te gebruiken. We gebruiken immers ook palladium en platina voor onze driewegkatalysator, hoewel die nog wel wat minder zeldzaam zijn dan ruthenium. Het betekent echter wel dat er flinke kosten bijkomen, onder meer omdat je een zeer goed recyclingsysteem op moet zetten.”

Overigens is ruthenium als katalysator stabiel en werkt het, volgens de hoogleraar. “Het is uitvoerig in een betrouwbaar laboratorium getest. Eigenlijk maken de studenten nu hun eigen mobiele laboratorium met die aanhanger. Ik zie daar geen onoverkomelijke technische problemen. Het is natuurlijk wel een veel grotere uitdaging om het systeem in een bus te bouwen.”

Het brengt de wetenschap uiteindelijk niet veel verder, benadrukt De Jongh. “Maar het is wel vreselijk leuk wat de studenten doen. Zo kun je het publiek tonen wat er mogelijk is. Bovendien is het natuurlijk heel leerzaam voor de studenten. Laat iedereen maar gekke dingen uitproberen. Het ligt nog open waar voertuigen op rijden in 2050. Dat het mierenzuur is, lijkt mij onwaarschijnlijk. Maar de opgedane ervaring komt zeker ook voor andere systemen van pas.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 september 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.